專利名稱：場發(fā)射顯示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種場發(fā)射顯示器，尤其涉及一種大面積平面場發(fā)射顯示器。
背景技術：
碳納米管(Carbon Nanotube， CNT)是一種新型碳材料，由日本研究人員 Iijima在1991年發(fā)現(xiàn)，請參見"Helical Microtubules of Graphitic Carbon", S. Iijima， Nature, vol.354, p56 (1991)。碳納米管具有極大的長徑比(其長度在微 米量級以上，直徑只有幾個納米或幾十個納米)，具有良好的導電導熱性能， 并且還有很好的機械強度和良好的化學穩(wěn)定性，這些特性使得碳納米管成為 一種優(yōu)良的場發(fā)射材料。因此，碳納米管在場發(fā)射裝置中的應用成為目前納 米科技領域的一個研究熱點。
場發(fā)射顯示器是繼陰極射線管(CRT)顯示器、液晶顯示器、等離子顯 示器之后，最具發(fā)展?jié)摿Φ南乱淮屡d顯示器。場發(fā)射顯示器與其它顯示器 相比，具有更高的對比度、更廣的視角、更高的亮度、更低的能量消耗、更 短的響應時間以及更寬的工作溫度等優(yōu)點，可適合作照明光源、平板顯示器 及室外用的全色大屏幕顯示屏以及各種廣告顯示面板等。
現(xiàn)有技術提供一種場發(fā)射顯示器100。請參考圖1及圖2，該場發(fā)射顯示器 100包括 一玻璃基板110，多個支撐體140, —絕緣基底130，玻璃基板110 與絕緣基底130由多個支撐體140間隔設置且真空封裝在一起。玻璃基板110 面對絕緣基底130的表面形成有一金屬導電層116， 一熒光粉層114， 一濾光膜 112。在絕緣基底130面對玻璃基板110的表面形成有多個交叉設置的行電極 134與列電極132。所述的多個行電極134與多個列電極132分別平行且等間隔 的交叉設置于絕緣基底130表面，行電極134與列電極132交叉處設有絕緣層
每個網(wǎng)格138定位一個電子發(fā)射單元120。每一個電子發(fā)射單元120由一個陰極 電極125 、 一個陽極電極126以,及覆蓋陰極電極125與陽極電極126的陰極發(fā)射電極126與陽極電極126對應的行電極134電連接，在所述陰極發(fā)射體127的中 央形成有一個電子發(fā)射間隙124。所述陰極發(fā)射體127為一導電薄膜。
上述場發(fā)射顯示器在工作時，電子發(fā)射單元120的陰極電極125與陽極電
發(fā)射單元120的兩個電極之間的陰極發(fā)射體127中電子發(fā)射間隙124的寬度為 納米級，基于量子隧道效應的原理，電子發(fā)射間隙124在陰極電極125與陽極 電積126之間的電壓作用下形成隧道電流(請參見，表面?zhèn)鲗щ娮影l(fā)射顯示技 術進展，液晶與顯示，V21, P226-231 (2006))。在玻璃基板lIO表面的金屬 導電層116上加一高電壓，使得金屬導電層116與絕緣基底130之間形成一強電 場，隧道電流中的電子在該強電場的作用下轟擊到玻璃基板11 O表面的熒光層 114上，乂人而實現(xiàn)發(fā)光顯示。
上述場發(fā)射顯示器100存在以下缺點第一，陰極發(fā)射體127的發(fā)射間隙 124的寬度非常小，造成所形成的隧道電流的電流強度很大，所以該場發(fā)射顯 示器的能耗很大。第二，該場發(fā)射顯示器的熒光粉層114設置于玻璃基板110 表面，由于發(fā)射間隙124中隧道電流的電流強度^艮大，所以隧道電流中的電子 在玻璃基板110表面的金屬導電層116與絕緣基底130之間的電場的作用下，僅 有少量的電子轟擊到透明基板110的熒光粉層114上，導致了熒光粉層114發(fā)光 效率低。第三，由于制備工藝所限制，在采用包含金屬化合物的導電薄膜作 為陰極發(fā)射體127制作的大面積場發(fā)射電子器件100中，各個電子發(fā)射間隙124 的大小及位置不一，從而導致場發(fā)射顯示器的電子發(fā)射的整體均勻性較差。
有鑒于此，確有必要提供一種能耗低、熒光粉層發(fā)光效率高且電子發(fā)射 性能穩(wěn)定的大面積場發(fā)射顯示器。

發(fā)明內容
一種場發(fā)射顯示器，其包括 一透明基板；多個支撐體； 一絕緣基底通 過所述多個支撐體與透明基板相對間隔設置；多個行電極與列電極平行且等 間隔設置于該絕緣基底上，該多個行電極與多個列電極相互交叉設置，每兩 個相鄰的行電極與每兩個相鄰的列電極交叉構成一個網(wǎng)格，且行電極與列電 極之間電絕緣；多個像素單元，每個像素單元對應一個網(wǎng)格設置，每個像素 單元包括一熒光粉層及間隔設置的一個陽極電極與一個陰極電極，以及一陰極發(fā)射體一端與所述陰極電極電連接；其中，所述熒光粉層設置于相應陽極 電才及表面。
相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明提供的場發(fā)射顯示器，由于熒光粉層設置在陽 極電極表面，陽極電極與陰極電極間隔設置于絕緣基底表面，使得陰極發(fā)射 體發(fā)射的電子大部分準確轟擊到陽極表面的熒光粉層上，從而大大提高了菱 光粉層的發(fā)光效率。


圖l為現(xiàn)有技術中的場發(fā)射顯示器的側視圖。 圖2為現(xiàn)有技術中的場發(fā)射顯示器的俯視圖。 圖3為本技術方案實施例的場發(fā)射顯示器的俯視圖。 圖4為本技術方案實施例的場發(fā)射顯示器的側視圖。
具體實施例方式
以下將結合附圖詳細說明本技術方案的場發(fā)射顯示器。 請參閱圖3及圖4，本技術方案實施例提供一種場發(fā)射顯示器200，其包括 一透明基板210;多個支撐體240; —絕緣基底230通過所述多個支撐體240與 透明基板210相對且真空間隔設置；多個像素單元220設置于該絕緣基底230 上；以及多個行電極234與多個列電極232交叉設置于該絕緣基底230面對透明 基+反210的表面。該多 間隔相等，該多個
相等，在行電極234與列電極232交叉處由一絕緣層236隔離，以防止短路。每 兩個相鄰的^亍電極234與每兩個相鄰的列電才及232形成一 網(wǎng)才各結構238,且每個 網(wǎng)格結構238定位一個像素單元220。
所述的多個像素單元220對應設置于上述網(wǎng)格結構238中，且每個網(wǎng)格結 構238中設置一個像素單元220，該多個像素單元220在絕緣基板上形成顯示矩 陣。每個像素單元220包括 一陽極電極226與一熒光粉層228, —陰極電極225, 以及一陰極發(fā)射體227。該陽極電極226與陰極電極225對應且間隔設置，且陽 極電極226與陰極電極225分別與相應行電極234與列電極232電連接。該熒光粉層228覆蓋于相應陽極電極226表面。該陰極發(fā)射體227設置于陽極電極226 與陰極電極225之間，且，陰極發(fā)射體227—端與所述陰極電極225電連接，另 一端指向相應陽極電極226。該陰極發(fā)射體227與絕緣基底230間隔設置或設置 于絕緣基底230上。為了獲得更均勻的電子發(fā)射性能，本實施例中，同一行的 像素單元220中的陽極電極226與同 一 行電極234電連接，同 一 列的像素單元 220中的陰極電極225與同 一 列電極232電連接。
所述的透明基板210采用透明材料如玻璃等構成，并制成平板形狀。該透 明基板210的大小與厚度不限，本技術領域的技術人員可以根據(jù)需要進行選 擇。
所述的支撐體240為長方體絕緣材料，如塑料、玻璃、陶瓷等。支撐體240 的厚度應大于行電極234及列電極232的厚度，當透明玻璃基板210的面積增大 時，可以在絕緣基底230上平行等間隔設置多個支撐體240。本實施例中，支 撐體240的優(yōu)選厚度為10微米 2毫米，寬度為30微米 100微米。
所述的絕緣基底230為一絕緣基板，如玻璃基板，塑料基板等。絕緣基底 230大小與厚度不限，本領域技術人員可以根據(jù)實際需要進行選擇。本實施例 中，絕緣基底230優(yōu)選為一玻璃基板，其厚度為大于l毫米，邊長大于l厘米。
所述的多個行電極234與多個列電極232為一導電體，如金屬層等。本實 施例中，該多個行電極234與多個列電極232優(yōu)選為采用導電漿料印制的平面 導電體，且該多個行電極234與多個列電極232的行距和列距為300微米 500微 米。該行電極234與列電極232的寬度為30微米 100微米，厚度為10微米 50微 米。本實施例中，該行電極234與列電極232的交叉角度為10度到90度，優(yōu)選 為90度。本實施例中，通過絲網(wǎng)印刷法將導電漿料印制于絕緣基底230上制備 行電極234與列電極232。該導電漿料的成分包括金屬粉、低熔點玻璃粉和粘 結劑。其中，該金屬粉優(yōu)選為銀粉，該粘結劑優(yōu)選為松油醇或乙基纖維素。 該導電漿料中，金屬粉的重量比為50~90%，低熔點玻璃粉的重量比為2~10%， 粘結劑的重量比為10~40Q/o 。
所述的陰極電極225與陽極電極226為一導電體，如金屬層等。本實施例 中，該陰極電極225與陽極電極226為一平面導電體，其尺寸依據(jù)網(wǎng)格238的尺 寸決定。該陰極電極225和陽極電極226直接與上述列電極232和行電極234連 接，從而實現(xiàn)電連接。陰極電極225與陽極電極226的長度為10微米 1毫米，寬度為1微米 100微米，厚度為l樣史米 100孩t米。本實施例中，陰極電極225與 陽極電極226的長度優(yōu)選為150微米，寬度優(yōu)選為50微米，厚度優(yōu)選為50微米。 本實施例中，該陰極電極225與陽極電極226的材料為導電漿料，通過絲網(wǎng)印 刷法印制于絕緣基底230上。該導電漿料的成分與上述電極引線所用的導電漿 料的成分相同。
所述的熒光粉層228設置于相應陽極電極226的表面，該熒光粉層228的材 料包括高壓熒光粉及低壓熒光粉。該熒光粉層228可以采用沉積法或涂敷法設 置在所述陽極電極226的表面。該熒光粉層228厚度為5微米 50微米。
所述的陰極發(fā)射體227包括一個電子發(fā)射體223或多個平行且等間隔排列 的電子發(fā)射體223，如硅線、單根碳纖維或碳納米管長線等。該陰極發(fā)射體 227—端與陰極電極225的電連接方式可以為通過一導電膠電連接，也可以通 過分子間力或者其他方式實現(xiàn)。所述每個電子發(fā)射體223包括一 電子發(fā)射端 229,該電子發(fā)射端229為電子發(fā)射體223遠離陰極電極225的一端。該電子發(fā) 射端229與陽極電極226之間的距離為1微米 200微米。該電子發(fā)射體223的長 度為20(M敖米 40(M鼓米，且相鄰的電子發(fā)射體223之間的間距為1納米 100納 米。請參閱圖3，本實施例中，陰極發(fā)射體227包括多個平行排列的碳納米管 長線，每個碳納米管長線為一個電子發(fā)射體223。釆用多個平行排列的碳納米 管長線作為陰極發(fā)射體227時，每個碳納米管長線的一端與陰極電極225電連 接，另一端指向陽極電極226,作為電子發(fā)射體223的電子發(fā)射端229。該電子 發(fā)射端229與陽極電極226之間的距離為l微米 1 OO微米。該碳納米管長線的長 度為200孩i米 300樣支米，且相鄰的石友納米管長線之間的間距為1納米 50納米。 該碳納米管長線中包括多個首尾相連且擇優(yōu)取向排列的碳納米管束，相鄰的 碳納米管束之間通過范德華力連接。該碳納米管束中包括多個平行且緊密排 列的碳納米管。所述碳納米管長線中的碳納米管為單壁、雙壁或多壁碳納米 管。所述碳納米管的長度范圍為10微米 100微米，且碳納米管的直徑小于15
具有較好的電子發(fā)射特性，從而使得該陰極發(fā)射體227的發(fā)射效率較高。
所述的像素單元220還可以進一步包括一選擇性固定電極221,該選擇性 固定電極221設置于相應陰極電才及225之上，其作用為將陰極發(fā)射體227固定于 該陰極電極225之上，且該選擇性固定電極221為可選部件。本實施例中，所
8可以用絲網(wǎng)印
刷法把該選擇性固定電極221設置于相應陰極電極225上，從而將該陰極發(fā)射
體227固定于所述陰極電極225之上。
本實施例的大面積場發(fā)射顯示器200在工作時，通過在絕緣基板230上的 行電極234與列電極232上分別連接驅動電路的掃描電極與信號電極，當掃描 電極與信號電極同時接通時，對應像素單元220內的陰極電極225與陽極電極 226之間將會形成電勢差，從而電子通過與陰極電極225電連接的陰極發(fā)射體 227的電子發(fā)射端229發(fā)射出來并轟擊到陽極電極226表面的熒光粉層228上， 由于陰極發(fā)射體227的電子發(fā)射端229與陽極電極226間隔設置并指向陽極電 極226，使得電子大部分準確轟擊到熒光粉層228上，從而大大提高了熒光粉 層的發(fā)光效率。本實施例的大面積場發(fā)射顯示器200中，多個陰極發(fā)射體227 之間的行距與列距相等，且每個陰極發(fā)射體227遠離陰極電極255的一端與陽 極電極256之間的間隔相等，每個陰極發(fā)射體227包括多個平行且等間隔設置 的電子發(fā)射體223,所以發(fā)射的電子整體均勻性好。另外，該大面積場發(fā)射顯 示器200中，在相同的驅動電壓下，陰極發(fā)射體227的電子發(fā)射端229與陽極電 極226具有較大間隔，使得發(fā)射電流的電流強度較小，從而使得該大面積場發(fā) 射顯示器200能耗較低。
另外，本領域技術人員還可在本發(fā)明精神內做其它變化，當然，這些依 據(jù)本發(fā)明精神所做的化，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內。
權利要求
1.一種場發(fā)射顯示器，其包括一透明基板；多個支撐體；一絕緣基底通過所述多個支撐體與透明基板相對間隔設置；多個行電極與列電極平行且等間隔設置于該絕緣基底上，該多個行電極與多個列電極交叉設置，每兩個相鄰的行電極與每兩個相鄰的列電極交叉構成一個網(wǎng)格，且行電極與列電極之間電絕緣；多個像素單元，每個像素單元對應一個網(wǎng)格設置，每個像素單元包括一熒光粉層及間隔設置的一個陽極電極與一個陰極電極，以及一陰極發(fā)射體，該陽極電極和陰極電極分別與相應行電極與列電極電連接，該陰極發(fā)射體一端與所述陰極電極電連接；其特征在于，所述的熒光粉層設置于相應陽極電極表面。
2. 如權利要求l所述的場發(fā)射顯示器，其特征在于，所述陰極發(fā)射體的另一 端與相應陽極電極間隔設置并指向該陽極電極，且所述陰極發(fā)射體的另一 端與所述陽極電極之間的間距為1微米 200微米。
3. 如權利要求l所述的場發(fā)射顯示器，其特征在于，所述陰極發(fā)射體與絕緣 基底間隔設置或設置于絕緣基底上，且該陰極發(fā)射體包括一個電子發(fā)射體 或多個平行且等間隔排列的電子發(fā)射體。
4. 如權利要求3所述的場發(fā)射顯示器，其特征在于，所述電子發(fā)射體之間的 間距為1納米 100納米。
5. 如權利要求3所述的場發(fā)射顯示器，其特征在于，所述電子發(fā)射體包括硅 線、單根碳纖維或碳納米管長線。
6. 如權利要求5所述的場發(fā)射顯示器，其特征在于，所述碳納米管長線中包 括多個首尾相連且擇優(yōu)取向排列的碳納米管束，且相鄰碳納米管束之間通 過范德華力連接。
7. 如權利要求6所述的場發(fā)射顯示器，其特征在于，所述的碳納米管束包括 多個平行且緊密排列的碳納米管。
8. 如權利要求7所述的場發(fā)射顯示器，其特征在于，所述碳納米管為單壁 碳納米管，雙壁碳納米管或多壁碳納米管。
9. 如權利要求8所述的場發(fā)射顯示器，其特征在于，所述碳納米管的長度為1(M敖米 10(M效米，直徑小于15納米。
10. 如權利要求l所述的場發(fā)射顯示器，其特征在于，所述行電極與列電極交 叉處設置有一介質絕緣層。
11. 如權利要求l所述的場發(fā)射顯示器，其特征在于，所述多個像素單元對應 網(wǎng)格設置成陣列，且設置于同一行的像素單元的陽極電極與同一個行電極 電連接，設置于同一列的像素單元的陰極電極與同一個列電極電連接。
12. 如權利要求l所述的場發(fā)射顯示器，其特征在于，所述的像素單元進一步 包括一選擇性固定電極，該選擇性固定電極設置于相應陰極電極之上。
13. 如權利要求l所述的場發(fā)射顯示器，其特征在于，所述的熒光粉層材料為 低壓熒光粉或高壓熒光粉，厚度為5微米 50微米。
全文摘要
一種場發(fā)射顯示器，其包括一透明基板；多個支撐體；一絕緣基底通過多個支撐體與透明基板相對間隔設置；多個行電極與列電極平行且等間隔設置于該絕緣基底上，該多個行電極與多個列電極相互交叉設置，每兩個相鄰的行電極與每兩個相鄰的列電極交叉構成一個網(wǎng)格，且行電極與列電極之間電絕緣；多個像素單元，每個像素單元對應一個網(wǎng)格設置，每個像素單元包括一熒光粉層及間隔設置的一個陽極電極與一個陰極電極，以及一陰極發(fā)射體，該陽極電極和陰極電極分別與相應行電極與列電極電連接，該陰極發(fā)射體一端與所述陰極電極電連接；其中，所述熒光粉層設置于相應陽極電極表面。
文檔編號H01J1/304GK101540260SQ200810066119
公開日2009年9月23日 申請日期2008年3月19日 優(yōu)先權日2008年3月19日
發(fā)明者亮 劉, 姜開利, 鵬 柳, 范守善 申請人:清華大學;鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司